Содержание

Солнечные батареи принцип работы, подключение для частного дома

Одним из преимуществ загородного коттеджа и дачного домика является возможность их последующей модификации, включая полную или частичную модернизацию централизованной сети электроснабжения. Для этого широко используются автономные системы, работающие на альтернативных источниках энергии. И больше всего привлекает людей солнечная энергия. Технология, которая изначально разрабатывалась для нужд космической промышленности, доступна сегодня и в гражданском строительстве.

Эксперты в области мировой энергетики сходятся во мнении, что применение в быту стационарных электростанций, функционирующих на солнечных батареях, — самый «безболезненный» для экологии способ добычи природных ресурсов. Единственной проблемой, с которой сталкиваются владельцы частных домов, является выбор оптимальной конструкции и модели гелиосистемы с учетом экономической выгоды и прироста показателей КПД.

В этой статье мы затронем принцип действия солнечных панелей, рассмотрим популярные способы монтажа гелиоустановок и расскажем о важных аспектах эксплуатации оборудования, которые помогут определиться с выбором конфигурации электростанции для бытового использования.

Принцип работы «домашней» гелиосистемы

Рабочими элементами солнечной батареи для частного дома выступают фотоэлектрические пластины. Они поглощают инфракрасное излучение от солнца и генерируют бесплатные природные экоресурсы в постоянный электрический ток.

Чтобы фотопанели работали исправно и обеспечивали необходимую мощность, их соединяют между собой, чередуя параллельный и последовательный методы подключения. Постоянный электрический ток, в зависимости от конструкции, поступает на инвертор, где преобразуется в переменный ток 220 V, или временно «оседает» в аккумулирующих емкостях.

Второй вариант более практичный, так как накопление электроэнергии «на запас» позволяет:

  • исключить резкие перепады напряжения в домашней сети;
  • рационально использовать полученные ресурсы;
  • автоматически или вручную регулировать интенсивность работы электростанции.

При правильном монтаже КПД современных гелиосистем держится на уровне 35–40%. Модульные солнечные батареи для дома демонстрируют максимальные показатели эффективности в южных регионах России, где хорошая погода стоит больше 200 дней в году.

При установке солнечных батарей для частного дома крайне важно учитывать не только район, но и географическую широту, поскольку ближе к полюсам излучение солнца менее интенсивно. Но даже в северных и восточных регионах использование альтернативной энергии позволит вам сэкономить на потреблении традиционно «домашних» ресурсов.

Варианты фотоэлектрических элементов

Как было сказано ранее, генерация электрического тока происходит в момент соприкосновения лучей солнца с поверхностью фотоэлементов. Воздействие инфракрасного излучения смещает электроны с их «родных» орбит, в результате чего создается направленное движение заряженных ионов. При грамотном монтаже одна солнечная панель площадью 10 кв. м способна вырабатывать порядка 1 кВт энергии. На мощность бытовых гелиосистем оказывают влияние характеристики фотоэлемента.

1) Монокристаллический кремний

Такие солнечные батареи для дома отличаются достаточно легким весом, компактными размерами, а также продолжительным сроком эксплуатации. Их очень удобно монтировать, вот только монокристаллические фотоэлементы требовательны к интенсивности солнечного излучения и направленности лучей. Даже небольшая облачность критична для солнечной батареи, поскольку практически всегда приводит к прекращению генерации электричества от солнца.

Толщина панелей колеблется в пределах 200–300 мкм, а КПД при хорошей погоде и правильном расположении конструкции держится на уровне 17–19%. Недостаток — высокая стоимость для частных домов.

2) Поликристаллический кремний

В среднем срок эксплуатации составляет 15-20 лет, КПД – 14%. По электрическим характеристикам поликристаллические фотоэлементы уступают монокристаллу.

Но благодаря тому, что кристаллы кремния направлены в разные стороны, пластины на солнечных батареях хорошо улавливают рассеянные световые пучки, а потому намного меньше «страдают» при отсутствии солнца.

3) Тонкопленочные панели

В данном случае используется светопоглощающая пленка, которая «впитывает» энергию солнца даже при пасмурной погоде. Вот только КПД у них держится на уровне 8–10%, но этот недостаток с лихвой компенсируется низкой стоимостью.

Тонкопленочные фотоэлементы можно установить в любом удобном месте кровли или стены здания. Они не притягивают пыль и даже работают при неблагоприятных условиях окружающей среды, но при малой интенсивности солнечного излучения КПД снижается на 15%. Недостаток — требуется большая площадь для монтажа.

Различают также фотоэлементы из аморфного кремния, которые представляют собой эконом-вариант для дачных домиков (КПД 7–8%), и панели из теллуида кадмия, изготовленные по пленочной технологии, — КПД в районе 9–11%.

Схемы подключения солнечных батарей

Выделяют несколько основных категорий фотоэлектрических систем энергоснабжения частного дома (ФСЭ), которые различаются между собой по техническим параметрам и функциональным характеристикам.

К первой группе относят полностью автономные (закрытые) системы, которые не интегрированы в централизованную сеть электроснабжения. Солнечные генераторы функционируют в собственном контуре, а бытовые приборы подключены напрямую. Показатели КПД возрастают после установки аккумуляторных батарей и контроллера заряда.

Вторую группу представляет система солнечных батарей открытого типа. По умолчанию аккумулирующие емкости в ней не предусмотрены. ФСЭ подключены к централизованной сети электроснабжения через инвертор. При допустимом значении потребляемой мощности работают только фотопанели, которые генерируют ток напрямую. Если нагрузка возрастает, потребление электричества производится из традиционных источников. Такие гелиосистемы стоят недорого, но и не отличаются высокой эффективностью.

К третьей категории относят комбинированные ФСЭ, которые обладают характеристиками гелиосистем открытого и закрытого типа. Такие конструкции отличаются высокой стоимостью, поскольку их работа связана с использованием аккумуляторных батарей повышенной емкости и сетевых многофункциональных преобразователей.

Обогрев дома при помощи солнечных панелей

Для автономного отопления частного дома стандартные гелиосистемы применяют в основном на юге России, где тепловая энергия является первоосновным источником электричества. Владельцам дачных домов и небольших коттеджей целесообразнее приобретать для нагрева воды бытовой коллектор.

Выбор конкретной схемы подключения напрямую зависит от условий эксплуатации оборудования и личных потребностей. Как показывает практика, использование солнечных батарей в зимний период дает возможность сэкономить на традиционных энергоносителях до 25% всех затрат, в зависимости от температуры окружающей среды.

Стандартный комплект оборудования

Чтобы обеспечить частный дом электроэнергией по «зеленым» тарифам, одних только солнечных панелей недостаточно. Базовая комплектация, помимо фотоэлементов, в обязательном порядке подразумевает применение вспомогательного оборудования:

  • аккумулирующие емкости;
  • сетевой инвертор;
  • контроллер заряда АКБ.

Если вы решили самостоятельно сделать электростанцию, работающую от солнечных батарей, не выбирайте для накопления электроэнергии автомобильные аккумуляторы — их срок службы при интенсивной нагрузке составляет всего 2-3 года, поэтому такие «батарейки» придется регулярно менять.

Гелиосистемы на основе вакуумного коллектора или солнечного модуля для нагрева воды дополнительно комплектуются насосом для постоянной циркуляции теплоносителя, водяным котлом емкостью до 1000 л и электрическими тэнами.

Таким образом, солнечные энергоресурсы можно использовать для электроснабжения, горячего водоснабжения или отопления, включая систему «теплый пол». Чтобы подобрать наиболее подходящий вариант для автономного дома, надо предварительно рассчитать суммарную мощность потребления бытовых приборов, а также обязательно учесть уровень инсоляции, месторасположение и угол наклона фотопанелей, среднее количество солнечных дней в году.

Способы монтажа бытовых гелиоустановок

В установке солнечных батарей нет ничего сложного. Самое главное — грамотно разместить модули. При монтаже важно придерживаться определенного угла наклона, который должен соответствовать географической широте местности. В процессе установки нужно также соблюдать азимут. Для северо-восточных он составляет 180 градусов.

Зимой КПД электростанции с солнечными батареями может упасть до минимальных значений, поскольку обильные снегопады будут препятствовать попаданию лучей солнца на наружную поверхность фотоэлектрических элементов. Поэтому при монтаже важно учесть, что на крыше потребуется свободное место для очистки конструкции от налипшего снега и грязи. Впрочем, этих хлопот можно избежать, если зафиксировать солнечные панели на поверхности южной стены под углом 60–80 градусов. На практике для коттеджей применяют разные варианты расположения фотоэлектрических модулей:

  1. кровля — дополнительно потребуется установка надежной опорной конструкции из металлопрофилей или направляющих рельс;
  2. стены — в данном случае на фасад здания монтируется рамная система для удержания фотопанелей «на весу»;
  3. приусадебная территория — альтернативный вариант расположения батарей, когда кровля дома сильно затенена или не рассчитана на дополнительную нагрузку.

Свободное размещение имеет множество преимуществ, но требует наличия достаточного пространства на приусадебном участке. Чтобы автоматизировать процесс наклона и движения фотоэлектрических панелей по ходу солнца, дополнительно рекомендуется использовать специальные шарнирные конструкции с электроприводом.

Окупаемость и срок эксплуатации

Применение солнечных батарей позволит сэкономить на освещении и отоплении, независимо от времени года. Самые большие показатели энгергоэффективности гелиосистемы демонстрируют в южных широтах, где количество солнечных дней преобладает. Это и неудивительно, так как обязательным условием высокопродуктивной работы электростанции является стабильное поступление инфракрасного излучения и видимого света на поверхность фотоэлектрических элементов.

По статистике, солнечные батареи для частного дома мощностью 4–5 кВт при постоянном использовании окупают себя за 8–10 лет, после чего работают впрок. При этом срок эксплуатации составляет в среднем 20-25 лет, а вот аккумуляторные батареи придется менять через каждые 5-6 лет. Многим такие сроки окупаемости покажутся большими, но в действительности оно того стоит, учитывая, что в скором времени ископаемых ресурсов на планете практически не останется, а стоимость одного киловатта электроэнергии возрастет в разы.

earthgenerator.ru

Солнечные батареи своими руками: виды, сборка, установка, схемы

Альтернативные источники энергии, в частности солнечные батареи, привлекают экономической выгодой и неиссякаемостью ресурса. Но готовые изделия и профессиональный монтаж выльются в круглую сумму. А так как солнечные батареи чаще всего используют как дополнительный источник электроэнергии – окупаться вложение будет не один год. Значительно сократить затраты можно, выполнив сборку и установку самостоятельно. Для этого потребуется приобрести составные части конструкции и изучить немного теории.

Содержание статьи

Солнечная батарея – что это и как работает?


Солнечной батареей называют конструкцию из нескольких солнечных элементов, установленных в раму и покрытых прозрачной защитой. Отдельные части соединяются последовательно или параллельно проводниками, образуя единый источник энергии.

Чем большее количество элементов объединяет батарея, тем она мощнее.

Работа устройства осуществляется за счет фотоэлектрического эффекта. При попадании солнечных лучей на фотоэлементы, кванты света вытесняют электроны, которые и образуют электрический ток. Для бесперебойного и равномерного снабжения сети, батареи оснащают аккумуляторами, способными накапливать энергию. Поэтому даже, если солнце скроется за плотными тучами, в дом будет поступать постоянный электрический ток.

Виды солнечных батарей


Фотоэлементы чаще всего изготавливают на основе кремния, в зависимости от способа его обработки выделяют разные виды пластин. Они различаются уровнем КПД (коэффициент полезного действия) – то есть соотношением полезно использованной энергии к полученной системой суммарно. От вида кремния зависит и эффективность конструкции при временном затенении.

Солнечные элементы производят и из другого сырья: теллурида кадмия, селенида меди-индия, полимеров. Их КПД от 5 до 20%, однако стоимость батарей из этих материалов намного выше, поэтому они пока не получили большого распространения.

Монокристаллические


Пластины этого вида изготовлены из чистого кремния. Кристаллы однородные и однонаправленные, после затвердевания их разрезают на тонкие пластины. КПД монокристаллической батареи при солнечной погоде достигает 17 – 20%, но при облачности ее производительность резко сокращается.

Конструкции устойчивы к влаге. Требуют регулярного очищения от пыли. Имеют сравнительно небольшие размеры и высокую мощность. При этом самые дорогостоящие. Внешне пластины из монокристаллов – черные с однородной структурой.

Поликристаллические


Фотоэлементы поликристаллической вида также производят из кремния, но по более простой и дешевой технологии. После нагревания до жидкого состояния, сырье медленно охлаждают, при этом образуются различные по форме кристаллы разной направленности. КПД не более 12 – 18%, это ниже чем у монокристаллов. Но важное преимущество этого вида пластин в том, что при облачности эффективность снижается незначительно.

Кристаллы разной формы в структуре элементов заметны при внимательном рассмотрении. Пластины имеют насыщенный синий цвет. Эти изделия стоят немного дешевле, подходят для установки на жилых домах, в качестве дополнительного источника электрической или тепловой энергии.

Аморфные


Пленочные кремниевые батареи производят не из кристаллов, а из силана или кремневодорода. Такая батарея эластична и может принимать любую форму. Производные кремния наносят тонким слоем на гибкую подложку.

КПД аморфных батарей значительно ниже первых двух видов и составляет всего 5 – 6%, но при этом пленочные источники энергии отличаются хорошей производительностью при облачности.

Этот вид солнечных батарей самый дешевый, и простой в монтаже. К тому же не требователен к очистке и может производить работу даже под слоем пыли.

При выборе вида солнечных батарей, необходимо ориентироваться на показатель КПД, срок службы и стоимость конструкций. Если нужна максимальная производительность и компактность, лучше выбрать монокристаллическую. Оптимальный по цене и эффективности вариант для частного дома – поликристаллическая. Аморфная, хоть и самая дешевая, но для хорошей мощности необходимо приобрести большой по площади фрагмент.

Срок службы кристаллических батарей без потери эффективности – 25 лет, а общий период эксплуатации может достигать 50 лет, аморфные лишаются до 40% мощности уже спустя 2 – 3 года использования.

Преимущества и недостатки


Покупка и монтаж солнечных батарей – это крупное единовременное вложение средств, но оно оправдает себя через несколько лет (минимум – 2 года, максимум – 6), и дальнейшая эксплуатация будет абсолютно бесплатной. И это далеко не единственное достоинство конструкций.

Плюсы солнечных батарей, характерные для всех их видов:

  • Общедоступность – использование солнечной энергии возможно в любой точке планеты;
  • Экологичность – батареи не загрязняют окружающую среду вредными отходами;
  • Надежность – конструкции очень редко выходят из строя, так как не имеют движущихся частей, батареи не зависят от технических неполадок поставщиков энергии;
  • Бесшумность – при работе, конструкция вообще не издает шумов;
  • Вариативность мощности – за счет изменения количества модулей, объединенных в одну цепь, можно регулировать общую производительность.

Важно обратить внимание и на минусы альтернативного источника энергии, чтобы не потратить средства нерационально. Не всегда солнечные батареи могут быть эффективны, к тому же они практически не способны полностью заменить традиционную электрическую сеть.

Производительность устройства зависима от климатических условий. В южных широтах батареи более продуктивны, в средних и северных – эффективность изменяется в соответствии со временем года. На этот показатель влияет и слой пыли. Регулярно его нужно удалять с лицевой поверхности, что может быть затруднено расположением конструкций и их большими размерами.

КПД всех видов солнечных батарей снижается с течением времени, поэтому рано или поздно придется заменять конструкции. При этом до сих пор остается нерешенным вопрос утилизации, выбрасывать приборы с бытовыми отходами запрещено, так как солнечные элементы и аккумуляторы содержат токсичные вещества.

Эффективность


Производительность солнечных батарей на территории России неравномерна. Если сравнивать способность этих устройств обеспечивать частный дом горячей водой, то в южных регионах можно использовать солнечную энергию в качестве единственного источника на протяжении всего года, в средних и северных – только летом, а зимой сочетать с другими видами энергии.

Один квадратный метр кристаллической солнечной батареи способен выработать в среднем до 120 Вт мощности. Она может обеспечить работу маломощного бытового прибора или нескольких лампочек, но, например, для компьютера этого недостаточно.

Эффективность зависит от многих факторов: вида устройства и его КПД, географического положения и угла наклона модуля.

Для полноценного обогрева дома площадью 100 кв.м. в средней полосе России, потребуется разместить на крыше не менее 30 кв.м. солнечных модулей. Это вложение полностью окупится примерно через 3 года использования. При сочетании с другими источниками отопления, срок, за который покупка себя оправдает, увеличится еще на 1 – 2 года. При длительности эксплуатации от 20 и более лет, установка солнечных батарей – однозначно, выгодное вложение.

Изготовление батареи своими руками


Самое сложное при сборке солнечной батареи – приобретение фотоэлементов. Новые стоят очень дорого, чтобы сократить расходы, можно купить через интернет элементы с незначительными повреждениями. Небольшие сколы не повлияют на производительность пластин. Лучше выбирать элементы с уже припаянными проводниками. Оптимальное количество фотоэлементов для одной батареи – 36 штук. Все части для одного солнечного модуля должны иметь одинаковые размеры.

Новые пластины иногда обливают воском, так как они очень хрупкие и тонкие. Перед сборкой их нужно освободить от покрытия под горячей водой.

Конструкция солнечной батареи состоит из короба, фотоэлементов, соединенных проводниками и защитного покрытия.

Подготовка короба


Каркас для батареи можно собрать из деревянных реек и листа ДВП. Предварительно нужно рассчитать длину и ширину короба, чтобы вместились все солнечные элементы. На нижней части реек нужно сделать отверстия для вентиляции и выхода жидкости.

Для защиты от порчи, грибка и влаги короб нужно окрасить с двух сторон.

Установка солнечных элементов


После снятия слоя воска и тщательной сушки фотоэлементов, можно приступить к их сборке. Для этого их нужно разложить лицевой стороной вниз и последовательно соединить проводниками, фиксируя паяльником. Между пластинами рекомендуется оставлять расстояние в несколько миллиметров.

На центр каждого элемента с обратной стороны нужно нанести каплю силиконового герметика, перевернуть цепочку и приклеить на подложку. Не желательно распределять клей по периметру пластины, так как во время эксплуатации она может расширяться и сжиматься, а плотная фиксация может стать причиной поломки элемента. Подложку нужно уложить в короб и закрепить саморезами. Установить диоды для предотвращения разрядки аккумулятора в ночное время. Вывести провод через одно из вентиляционных отверстий в каркасе.

После полного высыхания герметика можно установить защитный щит из прозрачного пластика или стекла. Закрепить верхнее покрытие лучше после проверки качества работы батареи.

Монтаж батареи своими руками


Устанавливать устройства можно на крышу или землю. Для второго способа потребуется изготовить металлические каркасы, которые будут удерживать батарею под нужным углом.

Выбранное место должно быть хорошо освещено солнцем. Ориентировать устройство нужно на южную сторону. Оптимальный угол наклона конструкции должен быть равен географической широте, в которой она находится. Так батарея получит максимальное количество света.

Место установки солнечной батареи должно быть доступным для чистки лицевой поверхности от пыли и снега, корректировки угла наклона и ремонта, в случае поломки.

Фиксировать модули на крыше нужно на рейки, на земле – на металлические фермы. После установки батарея должна находиться в неподвижном состоянии.

Предлагаем Вам прочитать про самостоятельное строительство ветрогенератора, который так же является альтернативным источником энергии.

Далее устройство нужно подключить к аккумуляторам, инверторам и контроллерам. А затем и к электросети дома. Подробное описание работ по подготовке батареи, установке и подключении представлено на видео.

Установка солнечных батарей позволит снизить расходы на электроэнергию и отопление. А если произвести все работы по сборке и монтажу своими руками, можно минимизировать стоимость модулей и сократить период их окупаемости.

Похожие статьи

guru-remonta.ru

Как установить солнечные батареи для дома: видео и советы

Сегодня мы расскажем Вам о том, как установить солнечные батареи для дома своими руками. На самом деле этапы работ по установке панелей или коллекторов, которые используются в современных частных домах для автономного отопления, не слишком трудоемкие. Проблема заключается в том, что нужно правильно расположить устройства на крыше, чтобы они могли функционировать с высоким показателем КПД. Далее мы предоставим к Вашему вниманию пошаговую инструкцию по монтажу, а также наглядные фото и видео примеры!

Существующие варианты крепления

Первым делом поговорим о том, как можно самому устанавливать солнечные батареи в домашних условиях. Существует несколько методов установки, а именно:

  1. На крыше дома со скатом не более 40 градусов. В этом случае можно либо сделать специальную несущую конструкцию из профилей, либо, если угол наклона кровли свыше 30 градусов, установить солнечные панели без кронштейна, как показано на фото ниже (вариант 2).
  2. На плоской крыше здания. При таких условиях необходимо сделать специальный металлический каркас с наклонной плоскостью для крепления солнечных батарей под углом относительно крыши.
  3. На стене. В практике встречается такой способ установки солнечных батарей на крыше крайне редко. Как и в остальных случаях, сначала создается надежная рамная конструкция, к которой и осуществляется крепление. В этом случае батареи также нужно установить под наклоном.
  4. В земле на специальной опоре в виде штанги. Такой вариант установки может использоваться в регионах с сильными снегопадами либо если другие варианты монтажа, кроме как на столбах, не подходят.
  5. На балконе или лоджии. Если Вы решили самостоятельно установить солнечные батареи в квартире, тогда разместить их можно на крыше балкона либо с внешней стороны, как показано на картинках ниже.

Чаще всего в домашних условиях используется первый и второй вариант установки. Сейчас мы рассмотрим, как выполнить монтаж солнечных батарей своими руками и какие нюансы нужно учитывать, чтобы сделать все правильно.

Этапы монтажных работ

Итак, перед тем, как самостоятельно устанавливать панели на крыше жилого дома, Вы должны убедиться в следующем:

  • Кровля способна выдержать нагрузки от веса рамной конструкции и самой батареи, которую Вы собрались установить.
  • Находящиеся вблизи объекты не будут откидывать тень на поверхность батарей. Во-первых, недостаточное количество солнечной энергии снизит КПД устройств, во-вторых, некоторые панели вообще не будут работать, если хотя бы на небольшую часть поверхности будет падать тень. Ну и, в третьих, солнечная батарея может вообще выйти из строя в таком случае из-за так называемых «блуждающих токов».
  • Порывы ветра не будут угрозой автономной системе (установленная конструкция не должна представлять собой парусник).
  • Вы сможете без труда ухаживать за поверхностью солнечных панелей (отмывать их от грязи, счищать снег и т.д.).

На основании всех этих моментов нужно первым делом самому правильно выбрать, где лучше установить систему на крыше дома. Сразу же следует отметить, что система должна находиться на южной стороне постройки, так как именно на эту область приходится максимальное количество солнечной энергии в световой день.

После того как Вы определитесь, где именно будут размещены панели (либо коллекторы), необходимо переходить к сборке рамной конструкции и установке ее на кровлю. Обязательно используйте только металлические уголки и профиля. Изготавливать каркас из бруса не рекомендуется, т.к. он быстрее потеряет свои прочностные свойства. Лучше всего использовать квадратный профиль 25*25 мм либо уголок, но на данном этапе все сугубо индивидуально – если Вы решили установить солнечную батарею большой площади, сечение профиля должно быть на порядок больше.

Полный обзор монтажных работ

Установка креплений на крыше

Отдельное внимание нужно уделить углу наклона панелей к плоскости горизонта, а иначе говоря – земной поверхности. Для каждого региона условия немного отличаются, но обычно весной рекомендуется выполнять установку солнечных батарей под углом 45 градусов, а ближе к осени 70-75. Именно поэтому нужно заблаговременно продумать конструкцию рамы, чтобы можно было вручную выбирать, под каким углом установить систему под солнцем. Обычно раму изготавливают в форме треугольной призмы и крепят к крыше с помощью болтов.

Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что на плоской крыше или на земле не нужно выполнять горизонтальную установку панелей. В зимнее время Вам придется постоянно убирать снег с поверхностью, а иначе система не будет работать.

Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу). Если воздушное пространство будет отсутствовать, ухудшиться отвод тепла, что может в дальнейшем за короткий промежуток времени вывести систему из строя! Исключением являются крыши из шифера либо ондулина, которые благодаря волнистой структуре кровельного материала, самостоятельно обеспечат подход воздуха.

Ну и последний важный момент установки – солнечные батареи нужно крепить в горизонтальном положении (длинной стороной вдоль дома). Если пренебречь данным правилом может произойти неравномерный нагрев верхней и нижней области панели, что заметно снизит эффективность использовать автономной системы электроснабжения либо отопления частного дома.

Порядок монтажа системы электроснабжения участка на мачтах и стене Вы можете на данном видео:

Как правильно установить конструкцию на столбах

Крепление панелей на стене

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как установить солнечные батареи для дома своими руками! Надеемся, что предоставленная инструкция с фотоотчетами и видеоуроками была для Вас интересной и полезной!

Также читают:

samelectrik.ru

Как установить солнечные батареи

Как самостоятельно установить солнечные батареи для дома, дачи.

Если Вы решили установить солнечные батареи для обеспечения электроэнергией своего дома или дачи, то сделать монтаж батарей можно самостоятельно. Из этой статьи Вы узнаете, как правильно установить солнечные батареи, чтобы добиться максимально эффективной работы.

Инсоляция.

Инсоляция это мера солнечной радиации, которая измеряется по формуле — квтч/м²/сутки. Чем больше значение инсоляции, тем эффективней будет работать панель.

Чем меньше значение инсоляции, тем большая площадь поверхности солнечной батареи понадобится, что сгенерировать нужное количество энергии.

Узнать уровень инсоляции в Вашем регионе можно с помощью этой карты  инсоляции.

Как установить солнечные батареи.

Устанавливать солнечные батареи нужно только на открытых не затенённых участках, где нет затенения от деревьев или рядом стоящих зданий. Нужно размещать панели так чтобы их поверхность максимально подвергалась солнечному свету и не попадала под затенение.

Варианты установки солнечных батарей.

Самый практичный выриант — установка на крыше или стене дома.

Если угол наклона ската крыши размещён в сторону юга и соответствует требуемому углу наклона солнечной батареи, то можно изготовить упрощённую конструкцию для крепления из алюминиевых профилей.

Панель крепится к конструкции, а конструкция уже крепится к каркасу крыши. Между панелью и поверхностью крыши нужно оставить зазор в 5 – 10см, чтобы снизить нагрев панели за счёт воздушного потока между панелью и поверхностью крыши.

Если поверхность крыши односкатная, то для установки панели под требуемым углом понадобится изготовить конструкцию из профильных труб или угольников 50×50мм или 25×25мм в зависимости от размеров панелей.

 

Вариант конструкции с регулируемым углом наклона для установки солнечных панелей.

 

Установка отдельно на штанге или на рамной конструкции.

Такой вариант требует изготовления опорной конструкции повышенной прочности с учётом парусности панелей при сильном воздушном потоке.

 

Солнечные панели при установке следует ориентировать строго на юг, только в этом случае можно получить максимум солнечных лучей которые падают под прямым углом.

Угол установки панелей относительно горизонта соответствует географической широте местности, если широта 60°, то и угол наклона панелей равен 60°.

Для наибольшей эффективности работы панелей, если позволяет установочная конструкция можно менять угол наклона, осенью увеличить на 15°, весной уменьшить на 15°.

То есть если панель установлена на 60°, зимой угол установки будет 75°, летом 45°.

 

Диапазон рабочих температур солнечных батарей от – 40°С до +50°С. Если температурные показатели превышают указанные значения, эффективность работы панелей снижается.

Чтобы снизить перегревание панелей нужно оставлять зазор не менее 5см между панелью и поверхностью крыши.

Обслуживание солнечных батарей.

Для эффективного использования солнечных батарей, требуется их периодически обслуживать. Обслуживание заключается в поддержании чистоты поверхностей панелей, очистке от пыли, птичьего помёта, снега. Наиболее удобный способ очистки панелей от пыли использование телескопической швабры и поливочного шланга с насадкой.

Срок эффективной службы панелей составляет около 30 лет.

Здесь можно посмотреть схему подключения солнечной батареи к контроллеру, аккумулятору и инвертору.

Популярные самоделки из этой рубрики

Cамодельный генератор для ветряка...

Солнечные коллекторы для дома...

Солнечный коллектор из бутылок...

Солнечный коллектор своими руками из конденсаторов...

Ветрогенератор из шуруповёрта...

Самодельный ветрогенератор...

Самодельный солнечный коллектор...

Как самому сделать солнечную батарею...

Бензогенератор своими руками...

Солнечный коллектор из банок: чертежи, фото...

Как сделать солнечную батарею для зарядки телефона...

Ветрогенератор из автомобильного генератора: фото...

sam-stroitel.com

Солнечные батареи для дома, поэтапная установка солнечных батарей, советы мастера.

Дрожа от холода в плохо отапливаемом доме, Петрович с досадой посмотрел в окно, где ярко и по-летнему светило декабрьское солнце.  «А что, если воспользоваться солнечной энергией и соорудить нечто, что поможет обогреться», — мечтательно подумал он и потянулся за справочником по теплотехнике. Помочь всем Петровичам не сложно, достаточно приобрести солнечные батареи и установить их, изучив советы домашнего Мастера.

От нагревателя Кемпа до Дома 2

Человечество всегда стремилось использовать солнечную энергию во благо. Это стремление нашло отражение в создании первого солнечного нагревателя Кемпа (Climax Solar Water Heater) и  Солнечного дома №1 Массачусетского технологического института.

Но периоды энергетических кризисов, повторяющиеся через критический период времени, порождают все новую активность изобретателей. Первые упрощенные схемы солнечного отопления создавались изобретателями собственноручно. Однако, сегодня большинство владельцем частных домов не прочь собрать и установить солнечную батарею и электростанцию на свой Дом 2.


Тем более, что солнечные батареи для дома не производят отходов и не осуществляют вредных выбросов от деятельности. Чем привлекательны батареи солнечные и в чем преимущества альтернативных энергосберегающих технологий?

преимущества солнечных батарей

Начнем с важного замечания, что у конструкции на солнечных панелях (батареях) нет движущихся или механических частей и элементов. Это обеспечивает высокий запас прочности и надежности солнечных батарей. Стационарно установленная конструкция не требует пристального внимания при эксплуатации, а также сервисного обслуживания или регламентных работ.

Установку солнечных батарей производят в труднодоступных местах по причине дороговизны или невозможности проведения любых работ или перемонтажа. Простота и доступность монтажа позволяет осуществлять установку собственноручно.

Благодаря модульной конструкции изменение выходной мощности батареи можно достичь добавлением соответствующего модуля. Что представляет собой комплект солнечных батарей для дома?

Первое знакомство с солнечной батареей

По большому счету, батарея солнечная это устройство, предназначенное для преобразования  энергии солнца в электрическую.

Солнечная батарея (панель) представляет собой совокупность соединенных фотомодулей, которые состоят из фотоэлементов и фотоэлектрических преобразователей.

Напомним, что солнечный коллектор предназначен для возможностей создания горячего водоснабжения или подогрева, а пеллетный котел используют для отопления.

Каждый отдельный фотоэлектрический преобразователь осуществляет переход энергии фотонов или солнечной энергии на атомном уровне строения материала.


Подскажем, что для изготовления ФЭП используют монокристаллический или поликристаллический кремний. Поэтому в зависимости от природы кристалла кремния, цена солнечных батарей различна. Откровенно говоря, это дорого, очень дорого, но не будет дороже, чем новые растущие тарифы на электроэнергию.

Отдельный фотоэлектрический преобразователь способен выработать напряжение незначительной величины в пределах       0,5 В.

Но собранные воедино модули и панели на общем выходе могут генерировать напряжение электрическое (const) для систем 12, 24 и 48 В.

Конструкция и состав солнечной батареи

Следует различать автономные и комбинированные системы, которые различают по схеме установки солнечных батарей.

Система солнечной батареи включает следующее оборудование:

•        солнечные панели с указание номинальной мощности и рабочего напряжения

•        аккумуляторные батареи мощностью от 65 до 200А*ч

•        щиты переменного и постоянного тока

•        инвертор Power Invertor

•        контроллер заряда

•        несущие конструкции

•        кабельную продукцию.

Предлагаемые комплектации систем являются базовыми с возможностью изменения и подстройки заданных параметров.

Полезные советы

Идеальными условиями для светопоглощающей поверхности батарей является падение солнечных лучей под углом 90 градусов, желательно длительное время. Угол наклона батареи придется подбирать.Замена угла наклона продлит срок эксплуатации батарей.

Собрать солнечную батарею можно своими руками, но для этого необходимо обладать базовыми знаниями схемотехники и навыками работы с промышленным печатным монтажом.

Как собрать солнечную батарею, показано в данном видео.

Если вы не владеете необходимым набором знаний и навыков для сборки своими руками солнечной батареи, то приобретите их в специализированном интернет магазине и установите.

Как произвести поэтапную установку солнечных батарей

где и как крепить батареи

Процесс установки солнечных батарей дома подразумевает непосредственную их установку и подключение системы. Солнечная батарея будет вырабатывать электроэнергию только при попадании на поверхность световой энергии.

Устанавливать батареи рекомендуется на солнечной стороне дома или солнечной крыше. Установку необходимо производить на специальные несущие конструкции, прикрепленные или установленные под углом 45 градусов. Несущие конструкции устанавливают на стены с помощью кронштейна.

Устанавливать батарею предпочтительнее вдвоем: один опускает, другой корректирует положение и закрепляет панели. Крепление батарей осуществляю в середине и по краям панелей с помощью специальных плоских крепежных элементов.

Важно помнить, что качество крепления должно быть надежным, потому что в противном случае придется что-то подправлять или корректировать в установке.

подключаем батареи

В комплект поставки солнечных батарей от производителя входят электронные устройства: инвертор напряжения и контроллер заряда.

Характеристика системы солнечных батарей

•        мощность номинальная (кВ∙А )

•        мощность солнечного массива (Вт)

•        запас энергии в аккумуляторных батареях (кВт∙ч)

•        ежедневное или ежемесячное потребление (кВт∙ч).

Электроника инвертора и контроллера надежная, обеспечивающая стандартное подключение разъемов интерфейсных кабелей. Подключение элементов системы осуществляется по схеме, заявленной производителем. Это означает, что разъемы контроллера и инвертора должны быть подключены согласно маркировке (по цвету и количеству проводников).

Выходной номинал постоянного напряжения преобразовывается с помощью инвертора в переменное напряжение на щитах переменного и постоянного тока. Особое внимание необходимо уделить подключению блока аккумуляторных батарей, принцип действия которых не отличается от работы обыкновенных аккумуляторных батарей.

Полезные советы

Для крепления панелей используют алюминиевую раму, причем крепление осуществляют по длинной стороне. Батареи закрепляют минимум в 4 точках.

Для подключения панелей рекомендовано использовать стандартные медные провода 4 мм.кв. Соединение модулей в панели производят с применением стандартных коннекторов МС4.

Подключать аккумулятор и батарею к контроллеру необходимо с соблюдением полярности.

Как произвести установку и подключение батарей солнечных собственноручно, представлено в этом видео.

svouimirukami.ru

Установка солнечных панелей, их преимущества и разнообразие вариантов эксплуатации

Снабжение дома и участка световыми панелями набирает популярности ввиду своей безусловной экономической окупаемости. Однако существует ряд сомнений в плане выбора подходящей световой станции, что в большей степени касается людей, слабо знакомых с электрикой в целом. Статья призвана показать, как подключить солнечную батарею, указать на простоту ее схемы, а также дать несколько советов по монтажу, эксплуатации и уходу.

Зачем нужна световая консоль и в чем ее преимущества

Установить солнечные батареи имеет смысл с целью достижения полной энергетической автономности жилища, как правило, загородного дома. В условиях постоянного повышения тарифов на электроэнергию данный вариант представляется оптимальным – при одноразовом вложении пользователь получает практически полную независимость от электросетей общего пользования. Монтаж солнечных батарей гарантирует полное отсутствие вреда для экологии и здоровья человека, так как для выработки электричества требуется лишь естественный свет. Солнечные панели как разновидность энергоснабжения отличаются неисчерпаемостью. В связи с ростом конкуренции производителей, выпускающих данную продукцию, стоимость с повышением технологий изготовления снижается из года в год.

Схема подключения

Схема подключения солнечных батарей состоит из:

  • Модуля световой консоли, который выполняет функцию преобразования световой энергии в электрическую.
  • Аккумулятора, накапливающего полученную преобразованную световую энергию.
  • Контрольно-управляющего устройства, цель которого – прослеживать показатели заряда и разряда, относящиеся к аккумулятору. При полном заряде аккумулятора контроллер отключает подачу электричества, а если АКБ полностью разряжена, он вовсе отключает рабочий режим станции.
  • Преобразователя напряжения, цель которого – повысить напряжение с 12 В до стандартных 220 В. При таком вольтаже способна работать любая бытовая техника.

Перед тем как установить солнечные батареи и вышеуказанные приборы, между всеми элементами схемы имеет смысл подключить предохранители, чтобы перегрузки сети не причинили вреда устройствам.

Если речь идет об одной системе, то никаких сложностей схема подключения солнечных панелей в себе не несет. Главным критерием успешного электромонтажа будет соблюдение полярности проводников и присоединение того или иного разъема в соответствующий штепсель. Угол наклона солнечной батареи необходимо выбрать таким образом, чтобы большую часть дня панели были установлены максимально на солнце. Возможность корректировки угла в течение дня будет преимуществом. Притом неважно, где будет произведена установка солнечных батарей – на крыше, специальном тенте или прямо на земле.

Более сложным вариантом является подключение нескольких световых панелей и их соединение между собой. Преимуществом такого решения будет являться более длительный срок службы, а также повышенная мощность системы.

Подключение солнечных консолей можно произвести:

  • Параллельно. В таком случае необходимо соединить между собой проводники с одинаковой полярностью. Изменения напряжения в данном случае не будет.
  • Последовательно. В случае подключения солнечной батареи по такой схеме производится присоединение «плюса» к «минусу». Несмотря на простоту, на выходе можно получить уже 24 вольта, что потребует другого типа инвертора.
  • Смешанно. Это солнечные батареи, установка которых комбинирует последовательный и параллельный способ подключения в соответствующей последовательности – сначала монтируется первый вариант, а затем из полученных блок-схем осуществляется второй. Данный вариант сложнее, но позволяет добиться получения большей мощности и пропускной способности системы.

Уход и поддержание оптимальной работы световых консолей

Подобно любым системам электроснабжения, солнечная батарея должна регулярно проверяться – необходимо проводить техническое обслуживание. Как правило, это должно происходить в начале и в конце сезона эксплуатации. Световые консоли находятся на открытом пространстве, что способствует скорому загрязнению их поверхности. С целью бесперебойной работы с высоким коэффициентом полезного действия, солнечную панель необходимо регулярно очищать. Помимо этого, необходимо отслеживать состояние изоляции проводников, проводить чистку контроллеров и аккумуляторов от пылевых отложений, чтобы обеспечить наличие хорошего контакта на клеммах приборов. Пренебрежение элементарными мерами способно вывести из строя это весьма дорогостоящее оборудование.

ekoenergia.ru

Установка солнечных батарей на крышу

18 ноября 2015

Просмотров: 2054

Установка солнечных батарей является одной из наиболее ответственных операций по вводу в эксплуатацию энергогенерирующих панелей, работающих от солнечного света.

Стандартная панель солнечной батареи вырабатывает 0,12 кВт в день.

Мало приобрести это специализированное оборудование, нужно еще и правильно провести установку солнечных батарей на крыше. В процессе проведения монтажных работ по установке солнечных батарей на крыше следует учесть несколько важных факторов, оказывающих серьезное влияние на работоспособность оборудования.

Существуют различные варианты проведения монтажных работ по установке оборудования на крыше жилого дома. В процессе проведения работ следует придерживаться правил и рекомендаций, которые дает производитель. Это требуется для того, чтобы обеспечить максимально возможную производительность батарей, работающих от солнечного света.

Установка солнечных батарей на кровлю является выгодной в тех районах, которые имеют большое количество солнечных дней в году.

Использование этого оборудования обеспечит жилые помещения альтернативным источником электрической энергии.

Устройство солнечной батареи

Схема устройства солнечной батареи.

Солнечная батарея конструируется на основе полупроводникового фотогенератора, который обеспечивает преобразование энергии, получаемой от солнечных лучей, в постоянный электрический ток. Полученный постоянный электрический ток с помощью инвертора преобразуется в переменный, который, поступая в домашнюю электросеть, питает все бытовые электроприборы.

Освещение солнечных батарей происходит неравномерно из-за смены суточного движения солнца и при возникновении облачности в атмосфере. Для компенсации вырабатываемой электрической энергии требуется в системе использовать комплект из нескольких аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи осуществляют накопление электрической энергии и отдачу ее в бытовую сеть жилого дома для питания электрических приборов в отсутствие солнца.

Для того чтобы контролировать правильность работы системы, в конструкции предусмотрена установка контроллера. Контроллер обеспечивает контроль состояния заряда аккумуляторных батарей.

Конструкция системы электроснабжения с использованием солнечных преобразователей является не очень сложной. Благодаря этому монтаж солнечных батарей можно осуществить своими силами без привлечения посторонних лиц.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки использования системы солнечных преобразователей

Преимуществами применения солнечных преобразователей при закреплении их на крыше являются:

Очистку солнечных панелей следует проводить до 4 раз в год во избежание накопления пыли и снижения производительности системы.

  • бесплатный и неисчерпаемый источник получения электрической энергии;
  • функционирование системы не оказывает негативного влияния на окружающую среду;
  • обслуживание системы батарей заключается в периодическом проведении очистки панелей от загрязнений;
  • возможность получения электрической энергии в районах, где отсутствует централизованное энергоснабжение;
  • возможность комбинированного использования источников энергоснабжения;
  • быстрая самоокупаемость системы оборудования за счет отказа от использования центрального энергоснабжения.

Крыша из солнечных батарей имеет помимо преимуществ и целый ряд недостатков, основными из которых являются следующие:

  • высокая стоимость оборудования, обеспечивающего функционирование всей системы для получения электрической энергии;
  • низкий коэффициент полезного действия;
  • полная зависимость от степени солнечной активности и климатических условий эксплуатации.

Стоит отметить, что постоянное совершенствование систем преобразования солнечного света в электроток позволяет снизить стоимость оборудования и выработки электроэнергии.

Крепление преобразователей на южном скате крыши дома дает возможность обеспечить выработку электротока в месяц до 300 кВт. Именно столько энергии потребляет среднестатистическая семья, проживающая в частном доме на протяжении календарного месяца.

Вернуться к оглавлению

Способы использования преобразователей на кровле частных домов

Существует два способа монтажа преобразователей в уже построенных домах:

Схема монтажа солнечных панелей на крыше.

  • переделка кровли дома;
  • проведение частичной замены кровельного материала фотоэлементами, которые по своему внешнему виду являются аналогичными обычной черепице для крыши.

Большинство людей считают, что кровля, изготовленная из преобразователей, является сложной конструкцией, которую трудно смонтировать без посторонней помощи. Это не соответствует действительности.

На сегодня производители специальных преобразователей изготавливают вид кровли из элементов, которые внешне практически не отличаются от обычной черепицы. Такое покрытие значительно дешевле распространенных преобразователей. Его эффективность на 10% выше, чем у традиционного оборудования.

Покрытие представляет собой фотоэлектроэлементы, вмонтированные в специальную форму, которая после проведения монтажа ламинируется. После ламинирования производится опрессовка элементов покрытия, которая придает им вид обычной плитки.

Преимущества использования новой технологии:

  • использование покрытия экономит время при проведении монтажных работ;
  • использование покрытия не изменяет внешний вид частного дома.

Использование фотопреобразователей, изготовленных по современной технологии, позволяет обеспечить работу системы не только в солнечную, но и в пасмурную погоду.

Вернуться к оглавлению

Выбор аккумуляторных батарей

Схема устройства солнечного аккумулятора.

При монтаже системы преобразования энергии следует в первую очередь подобрать для системы соответствующие аккумуляторы. Рекомендуется применять свинцово-кислотные аккумуляторы, которые не требуют обслуживания и имеют высокие эксплуатационные и экономические показатели. После выбора типа аккумуляторов проводится расчет количества энергии, которое способен синтезировать фотопреобразователь. От этого значения зависит время автономной работы аккумуляторов без проведения подзарядки. В процессе монтажа следует продумать систему использования преобразователей в бытовой сети. Если установку планируется использовать для питания дома, то для обеспечения работоспособности следует применять более емкие аккумуляторы, которые способны выдавать энергию в систему длительный период времени.

Для соединения всех компонентов в единую систему нужно использовать медные кабели, имеющие достаточное поперечное сечение и обеспечивающие минимальные потери электрической энергии. Чтобы добиться минимальных потерь, для соединения компонентов используют кабель с минимально возможной длиной. В процессе эксплуатации после разрядки аккумуляторов следует обеспечить работу системы фотопреобразователей на полный заряд батарей.

Вернуться к оглавлению

Обслуживание системы фотопреобразователей

Включение в систему электрического снабжения фотопреобразователей требует большего ухода за электросетью дома.

Фотопреобразователи не имеют в своей конструкции подвижных элементов. Преобразователи представляют собой компонент стационарной системы. После проведения монтажных работ и подключения всех компонентов системы основным требованием при ее обслуживании является соблюдение чистоты поверхности фотопреобразователей. Загрязнения или снег, скапливающийся на поверхности преобразователей, приводят к падению уровня выработки ими электроэнергии. Для предотвращения этого проводят регулярную очистку их поверхности. Пылевые накопления на поверхности фотопреобразователей способны снизить выработку электроэнергии на 7%.

Очистку от пыли поверхности элементов следует проводить по мере загрязнения. Для этого проводится смывание накоплений пылевых частиц напором воды. Помимо процедуры очистки следует регулярно проводить профилактический осмотр системы энергопитания и проверку работоспособности ее компонентов.

Срок службы аккумуляторов составляет около 10 лет, а преобразователей — около 40-50 лет.

Автор:

Иван Иванов

Поделись статьей:

Оцените статью:

Загрузка...

Похожие статьи

1pokryshe.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *